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高浓度氨氮渗滤液处理的厌氧氨氧化工艺研究

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厌氧氨氧化是近几年来得到确认的一种生物化学反应,其以亚硝酸盐或硝酸盐为电子受体、以氨为电子共体完成生物脱氮过程。其优点是节省了传统生物反硝化的碳源和氨氮氧化对氧气的消耗。这一优势对于高氨氮废水显得由为重要,垃圾渗滤液即是一种高氨氮低碳氮比废水,在其处理过程中存在自由氨氨及亚硝酸盐抑制等问题,采用厌氧氨氧化技术可以在一定程度上缓解这些问题。

  1、研究方法

  1.1渗滤液原水水质试验用渗滤液取自北京某生活垃圾填埋场,COD浓度1145-1472mg/L, BOD5为68-115mg/L,NH4+-N为1129-1210mg/L,总氮为1611-1555mg/L,pH为8-8.2,碱度7770-15331mg/L.

  1.2试验流程与设备试验采用如下流程。试验装置由渗滤液进水槽、进水泵、厌氧流化床、缺氧池、曝气池、沉淀池,回流泵、温度控制器、pH在线检测系统组成。内循环厌氧流化床和曝气池设计有效容积均为40 l, 厌氧流化床内装颗粒活性炭为填料。厌氧流化床的工作温度为35℃,曝气池的工作温度为20℃。

  1.3分析方法CODCr:重铬酸钾法;NH4+-N:纳试剂比色法;NO3——N:紫外分光光度法;NO2——N: N-萘基-乙二胺比色法;SS:重量法;总氮:过硫酸钾紫外分光光度法;DO:溶解氧测定仪;总碱度:电位滴定法。

  2、结果与讨论

  2.1 普通A2/O流程试验试验用渗滤液属于典型的晚期渗滤液,主要处理对象是氨氮和总氮,出水氨氮浓度为259mg/L.总氮去除率仅为9%.出水NO3——N浓度下降;NO2——N浓度进一步上升,平均值高达823mg/L.表明Nitrobacter受高浓度到NO2——N的抑制,亚硝酸反硝化反应也很少进行。根据Narkis 等人1979年的研究表明,低碳/氮比也是反硝化过程亚硝酸积累的重要原因。可以认为这里的亚硝酸积累主要是由于低碳/氮比造成的。

  2.2 厌氧氨氧化A2/O流程试验普通A2/O流程对于碳/氮比极低的渗滤液的处理存在严重的亚硝酸积累问题,从而使硝化反应及反硝化反应受到抑制,出水氨氮浓度和亚硝酸浓度很高,总氮去除率很低。

  3月29日开始厌氧氨氧化流程试验,前7天,进水流量仍为26 l/d,出水回流比为1;考虑保持厌氧流化床较大的水力停留时间。进水流量为16 l/d,出水回流比为0.25.试验开始后,好氧出水氨氮浓度开始从普通A2/O流程试验阶段的339mg/L逐步下降,到4月24日好氧出水氨氮浓度降至6.7mg/L.好氧出水硝态氮浓度在试验过程中逐步增加,从试验开始3月29日的0.0mg/L增加到4月28日的794mg/L;厌氧流化床出水硝态氮浓度增加到146mg/L(12日),之后又逐渐下降,到28日为72mg/L.好氧出水亚硝态氮从3月29日试验开始的849mg/L逐渐下降到4月28日的5.6mg/L.厌氧出水亚硝态氮从试验开始后的546mg/L,逐渐下降到4月28日的0.03mg/L.表明厌氧流化床逐步适应了出水回流,使系统出水的氨氮浓度和亚硝态氮浓度降了下来,亚硝酸盐先于硝酸盐被厌氧氨氧化过程利用。

  系统在4月17日以后基本进入稳定状态。系统达到稳态后的平均运行数据见表1.整个系统的总氮去除率为27%,比普通A2/O提高15%;缺氧-好氧部分的总氮去除率为13%,比普通A2/O提高约5%.系统氨氮去除率达95%,比普通A2/O提高18%.根据表1的系统稳态平均数据进行对厌氧流化床的进出水进行氨氮、NO3——N、NO2——N进行物料衡算结果为,若没有厌氧氨氧化作用,厌氧流化床出水的氨氮、NO3——N、NO2——N浓度分别应为914mg/L、148mg/L和81mg/L,与实际检测到的平均值的差分别为87mg/L、25mg/L和78mg/L.由此可以得出氨氮、NO3——N、NO2——N的消耗速率分别为43.5mg/l/d、12.5mg/L和39mg/l/d.而NO3——N+NO2——N的消耗速率为51.5mg/l/d,略大于氨氮的消耗速率,但很接近。据此,可以认为在厌氧流化床中发生了厌氧氨氧化反应。

  表2 厌氧氨氧化A2/O流程稳态平均运行数据

 

数   进水  厌氧出水  缺氧出水  好氧出水  总去除率(%)  污泥负荷(1/d)  说明  COD(mg/l)  1372  1346  1181  945  31    平均溶解氧浓度1.34mg/l
污泥沉降比45
污泥浓度6093mg/l
污泥指数73
ΔCOD/厌氧氨氮比值0.47
ΔCOD/ΔTN比值=2.44/1.05  COD负荷(kg/m3/d)  0.55  0.39        0.064  BOD5  115  167          BOD5负荷(kg/m3/d)  0.05  0.05        0.008  氨氮(mg/l)  1129  827  200  57  95    氨氮负荷(kg/m3/d)  0.25  0.04          总氮(mg/l)  1520  1279  1206  1114  13/27    NO3--N(mg/l)  0.77  123  633  740      NO2--N(mg/l)  0.19  3.0  98  101      PH       7.77  6.46      碱度(mg/l)  7770  5866  639  406     

 

  3、结论

  (1)利用好氧出水回流到厌氧流化床可以建立厌氧氨氧化过程,厌氧氨氧化流程可以防止低碳/氮比渗滤液的硝化/反硝化过程中亚硝酸盐积累,消除对硝化/反硝化的抑制作用,降低出水亚硝态氮和氨氮浓度,并可提高系统对总氮去除率。

  (2)厌氧氨氧化可使A2/O系统的总氮去除率提高15%以上。

发布:2007-07-29 11:44    编辑:泛普软件 · xiaona    [打印此页]    [关闭]
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